中國(guó)在光刻膠領(lǐng)域十分不利，雖然G線(xiàn)/I線(xiàn)光刻膠已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，但高級(jí)別光刻膠依然嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口。KrF/ArF光刻膠自給率不足5%，EUV光刻膠還只是“星星之火”。國(guó)產(chǎn)KrF光刻膠已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代并正在放量，ArF光刻膠也在逐步驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售當(dāng)中，國(guó)產(chǎn)光刻膠已經(jīng)駛?cè)肓丝燔?chē)道。隨著下游產(chǎn)能的快速增長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)KrF/ArF光刻膠的需求將會(huì)持續(xù)提升。眾所周知，在半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中，用于各種電路的無(wú)縫電氣連接金屬布線(xiàn)隨著半導(dǎo)體產(chǎn)品的高集成化、高速化，越來(lái)越要求以較小的線(xiàn)寬制作。因此，選擇合適的光刻膠是非常重要的，隨著金屬布線(xiàn)的線(xiàn)寬變小，不單大功率和低壓力被用作金屬布線(xiàn)形成的蝕刻方法，根據(jù)所用光刻膠的特點(diǎn)，去除蝕刻進(jìn)程中產(chǎn)生的聚合物和光刻膠是非常重要的。金屬氧化物光刻膠使用金屬離子及有機(jī)配體構(gòu)建其主體結(jié)構(gòu)，借助光敏基團(tuán)實(shí)現(xiàn)光刻膠所需的性能。江浙滬光刻膠集成電路材料

化學(xué)放大型光刻膠體系中有一個(gè)比較大的問(wèn)題，就是光酸的擴(kuò)散問(wèn)題。光酸的擴(kuò)散會(huì)增加光刻過(guò)程的圖案的粗糙度，進(jìn)而影響光刻結(jié)果的分辨率。而將光致產(chǎn)酸劑與光刻膠主體材料聚合在一起，則有可能解決這一問(wèn)題。此外，光致產(chǎn)酸劑（特別是離子型光致產(chǎn)酸劑）的化學(xué)結(jié)構(gòu)與主體材料相差較大，極易在成膜時(shí)發(fā)生聚集，導(dǎo)致微區(qū)分相現(xiàn)象；而光致產(chǎn)酸劑與光刻膠主體材料共價(jià)鍵合后，分布均勻性可以得到改善，這也有利于獲得質(zhì)量更好的光刻圖案。浙江干膜光刻膠光致抗蝕劑光刻膠的組成部分包括：光引發(fā)劑（包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑）、光刻膠樹(shù)脂、單體、溶劑和其他助劑。

一般的光刻工藝流程包括以下步驟：1）旋涂。將光刻膠旋涂在基底上（通常為硅，也可以為化合物半導(dǎo)體）。2）前烘。旋涂后烘烤光刻膠膜，確保光刻膠溶劑全部揮發(fā)。3）曝光。經(jīng)過(guò)掩模版將需要的圖形照在光刻膠膜上，膠膜內(nèi)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。4）后烘。某些光刻膠除了需要發(fā)生光反應(yīng)，還需要進(jìn)行熱反應(yīng)，因此需要在曝光后對(duì)光刻膠膜再次烘烤。5）顯影。曝光（及后烘）后，光刻膠的溶解性能發(fā)生改變，利用適當(dāng)?shù)娘@影液將可溶解區(qū)域去除。經(jīng)過(guò)這些過(guò)程，就完成了一次光刻工藝，后續(xù)將視器件制造的需要進(jìn)行刻蝕、離子注入等其他工序。一枚芯片的制造，往往需要幾次甚至幾十次的光刻工藝才能完成。

環(huán)狀單分子樹(shù)脂中除了杯芳烴類(lèi)物質(zhì)以外，還有一類(lèi)被稱(chēng)為“水車(chē)”（Noria）的光刻膠，該類(lèi)化合物由戊二醛和間苯二酚縮合而成，是一種中心空腔的雙層環(huán)梯狀結(jié)構(gòu)分子，外形像傳統(tǒng)的水車(chē)，因此得名，起初在2006年時(shí)由日本神奈川大學(xué)的Nishikubo課題組報(bào)道出來(lái)。隨后，日本JSR公司的Maruyama課題組將Noria改性，通過(guò)金剛烷基團(tuán)保護(hù)得到了半周期為22nm的光刻圖形。但是這種光刻膠的靈敏度較低、粗糙度較大，仍需進(jìn)一步改進(jìn)才能推廣應(yīng)用。在平板顯示行業(yè)；主要使用的光刻膠有彩色及黑色光刻膠、LCD觸摸屏用光刻膠、TFT-LCD正性光刻膠等。

盡管HSQ可以實(shí)現(xiàn)較好的EUV光刻圖案，且具有較高的抗刻蝕性能，但HSQ較低的靈敏度無(wú)法滿(mǎn)足EUV光刻的需求，且價(jià)格非常昂貴，難以用于商用的EUV光刻工藝中。另外，盡管HSQ中Si含量很高，但由于O含量也很高，所以HSQ并未展現(xiàn)含Si光刻膠對(duì)EUV光透光性的優(yōu)勢(shì)，未能呈現(xiàn)較高的對(duì)比度。因此，研發(fā)人員將目光轉(zhuǎn)向側(cè)基修飾的高分子光刻膠。使用含硅、含硼單元代替高分子光刻膠原本的功能性含氧側(cè)基，既可有效降低光刻膠對(duì)EUV光的吸收，又有助于提高對(duì)比度，也可提高抗刻蝕性。高壁壘和高價(jià)值量是光刻膠的典型特征。光刻膠屬于技術(shù)和資本密集型行業(yè)，全球供應(yīng)市場(chǎng)高度集中。江浙滬光聚合型光刻膠光致抗蝕劑

有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化光刻膠被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)10nm以下工業(yè)化模式的理想材料。江浙滬光刻膠集成電路材料

由于EUV光刻膠膜較薄，通常小于100nm，對(duì)于精細(xì)的線(xiàn)條，甚至不足50nm，因此光刻膠頂部與底部的光強(qiáng)差異便顯得不那么重要了。而很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，限制EUV光刻膠發(fā)展的都是光源功率太低，因此研發(fā)人員開(kāi)始反過(guò)來(lái)選用對(duì)EUV光吸收更強(qiáng)的元素來(lái)構(gòu)建光刻膠主體材料。于是，一系列含有金屬的EUV光刻膠得到了發(fā)展，其中含金屬納米顆粒光刻膠是其中的典型。2010年，Ober課題組和Giannelis課題組首度報(bào)道了基于HfO2的金屬納米顆粒光刻膠，并研究了其作為193nm光刻膠和電子束光刻膠的可能性。隨后，他們將這一體系用于EUV光刻，并將氧化物種類(lèi)拓寬至ZrO2。他們以異丙醇鉿（或鋯）和甲基丙烯酸（MAA）為原料，通過(guò)溶膠-凝膠法制備了穩(wěn)定的粒徑在2~3nm的核-殼結(jié)構(gòu)納米顆粒。納米顆粒以HfO2或ZrO2為核，具有很高的抗刻蝕性和對(duì)EUV光的吸收能力；而有機(jī)酸殼層不但是光刻膠曝光前后溶解度改變的關(guān)鍵，還能使納米顆粒穩(wěn)定地分散于溶劑之中，確保光刻膠的成膜性。ZrO2-MAA納米材料加入自由基引發(fā)劑后可實(shí)現(xiàn)負(fù)性光刻，在4.2mJ·cm?2的劑量下獲得22nm寬的線(xiàn)條；而加入光致產(chǎn)酸劑曝光并后烘，利用TMAH顯影則可實(shí)現(xiàn)正性光刻。江浙滬光刻膠集成電路材料

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